1920年1月，败退的白军军官杜托夫、阿连阔夫等人率领5000多名士兵，并裹挟2000多难民，陆续窜入伊犁。
此时，镇守新疆的是杨增新。杨增新，1862生于云南蒙自，字鼎臣、子周，号荩臣。时任新疆都督兼市政使。1889年（清光绪十五年），杨中己丑科第127名进士，之后被任命为甘肃中卫县知县。他到任后不久，该县就爆发了农民暴动，杨增新立即组织官兵镇压，后因督兵镇压有功，升任河州知州，后又迁任甘肃武备学堂总办，再调任新疆陆军学堂总办，在此期间他广结新疆军政要员，因而第二年，经新疆巡抚联魁保荐入京，陛见慈清太后和光绪皇帝，被调任新疆阿克苏道尹；辛亥革命前夕，又调任镇迪道尹兼新疆提法使。
辛亥革命爆发后，杨增新以保卫省城，维持治安为由，向新疆巡抚袁大化提议组建军队，袁表示同意，于是杨出面招募军队，组建了五个营的骑兵，他自任统领。此后，杨增新成了手中握有兵权的一方势力。2月，袁世凯代行临时大总统，委袁大化任新疆都督，但袁大化不愿接受，他转而保荐喀什道尹袁鸿佑出任，结果这引起了杨增新的不满。5月7日，杨增新暗中收买哥老会员魏得喜等将袁鸿佑杀害。袁大化只好保荐杨任新疆都督。
杨增新此人颇懂兵道，熟读兵书，他执政新疆期间正是新疆内忧外患之时，新疆内部有民族矛盾，也有独立势头，革命党人也四处活动反对袁世凯，还有俄国土匪四处烧杀劫掠；外有俄国革命后的一片混乱，红军追击白军而导致俄国匪帮频频进出新疆。但杨增新外乱而心不乱，他一面扩大自己的势力，一面治理新疆，在他执政期间，最大的政绩就是十分有效地治理了新疆内的俄国匪患问题。
杨增新上任后就立即派兵进入阿尔泰地区，因为此前沙俄已经占领了与阿尔泰相邻的科布多，沙俄见杨增新增兵阿尔泰，于是威胁要出兵攻击新疆，但杨增新不为所动。次年10月，沙俄驻阿尔泰领事通知杨增新，要求新疆军队驻地不得再继续前进，杨增新知道袁世凯政府正在与沙俄谈判。果然，11月，袁世凯同沙俄签订《中俄声明文件》和《中俄声明另件》，将科布多割让已经独立出去的外蒙古；12月，帕勒塔与沙俄非法签订《中蒙军队停战协定》，要新疆军队从察汗通古撤回元湖，杨断然拒绝。
此时，沙俄正在与新疆匪徒铁木尔联系，妄图内外夹攻，杨增新于是也派都司张廷彩与铁木尔取得联系，杨许诺给他定边马队第三营营长一职，因而成功招抚铁木尔。但当铁木尔率领他亲信的130人赶赴迪化后，杨当场命人遂将其用铁链绞死，其随从人员也一起被处死。他在日记中写道：“纵一人生而千万人不免于死，是生者死之根；杀一人而千万人得遂其牛，是死者牛之根。故渠魁首所当诛，而无恶不宜轻纵。”
杨增新历来对日本人在新疆的所作所为十分警惕，在他主政期间对活动在新疆的所谓日本调查员始终进行严密监视，密令各地方官严加注意，以防范日本人在维、蒙、哈等族王公间播弄是非，尤其是要注意日本俄国土匪之间的勾结。当十月革命爆发后，日本在新疆的调查员就与沙俄驻新疆总领事迪雅柯夫相勾结，甚至公然建议新疆政府，日本可派遣一个师团分驻伊犁、塔城要地，帮助中国“镇守”边防。
从1919年末沙俄旧部残废陆续窜入新疆，先后达数万人。哥萨克首领杜托夫率领数百人的队伍逃来伊犁，驻在绥定城；沙俄少将、沙皇女婿阿连阔夫也率领匪众侵入新疆，此外还有巴吉其、西德洛夫等，也率白俄部队侵入伊犁。此时，日本人、沙俄驻新疆领事就与杜托夫、阿连阔夫等人频频联系，妄图在新疆境内建立一个反攻苏维埃政权的基地。
在这数股匪徒中，以杜托夫和阿连阔夫为主，其主干力量达到5000多白俄士兵，这些沙俄败军进入新疆后四处劫掠烧杀，危害巨大。
1920年2月，杜托夫命令部将巴奇赤率部11000余人突然侵袭塔城。巴奇赤所来并非是简单的劫掠，而是带着6000多中亚、俄罗斯人一起来的，也就是说，巴奇赤有可能就此盘踞在塔城。杨增新得知后急令塔城汪步瑞会同张键率的一个团堵截，击败了巴奇赤匪帮。然后杨增新下令收缴了巴奇赤匪众的武器，将他们安置在额敏县南山牧区。而一些随着巴奇赤来此的俄国民众，杨增新则下令给他们10日口粮后，令其各投亲友、自谋生路。同时杨增新命人配合苏俄动员他们返国，因而后来陆续离去4500人左右。但巴奇赤失败后，指使部下悄悄将武器埋藏起来，并与日本人商议，日后伺机再起事，果然，当年5月，就有茹热耶夫、安东诺夫等人企图起事，但均因情报泄露而失败。
这年5月，苏俄塔什干政府宣布赦免叛逃的白俄败军，因而滞留伊犁的俄罗斯人中有约3000人回国。但也有为数不少的匪帮拒绝回国，而是留下来继续准备反攻。这些匪帮分路出击，力图在新疆找到一个落脚点。阿连阔夫带700名白俄进入乌鲁木齐，杜托夫则带数百人留在博乐。
阿连阔夫进入乌鲁木齐后，就向当地政府所要粮草，并向当地俄国商人摊派军费，而实际上这些土匪同时也在大肆抢劫。此时，日本人建议阿连阔夫，乌鲁木齐难于防守，应该前往奇台，然后再与外蒙的白俄谢米诺夫会合。同时，日本人还作为中间人，广泛联系驻伊犁、塔城的各地白匪，以便协调行动，共同起事，日本人和杜托夫、阿连阔夫总的作战企图是各地土匪联合行动，然后夺取新疆北部，作为反攻苏俄的基地。阿连阔夫于是率领1500余人准备袭击奇台。到奇台郊外后，打算攻占县城，夺取武器、粮食，并掳架车马、民夫，以便北上阿勒泰、迈卡布其海（今名吉木乃）、科布多（今外蒙吉尔格朗图）。
1920年10月，白军头目申斯克带着1000多人，进入塔城，准备在第二年春天策应阿连阔夫的奇台暴动。
1921年1月，阿连阔夫派一个名叫祁海山的华人进入奇台县城侦察，但此人在侦查时却被抓获，供出了阿连阔夫想要袭击奇台计划，杨增新于是立即令军务厅长张鸣远、师长蒋松林进行围剿，同时派遣外交特派员张绍伯等进行劝说分化。此时，蒋松林已经将阿连阔夫包围，杨增新勒令阿连阔夫缴械。阿连阔夫见无法再突出重围，只好投降。杨增新即刻将阿连阔夫押送至乌鲁木齐软禁，1923年遣送内地时，为冯玉祥部队扣留，引渡给苏俄钭米省人民革命法庭，结果被处死。其后，阿连阔夫的部下分别在新疆和内地各省定居。
当时，留住伊犁的杜托夫部和华人土匪刘连科、张俊卿等匪众在阿连阔夫袭击奇台的时候也一起行动，在各地举行暴乱，烧杀焚掠，但也相继被新疆驻军平息，几名匪首均被击毙。1921年3月，申斯克股匪准备袭击中国驻军，夺取武器、马匹、车辆，逃往额敏县，结果被驻军发现，并被缴械，除申斯克逃脱外，主谋分子均被捕获，驱逐出境，匪众大多数人被当地政府收容。
1921年5月，以白军将领诺维科夫为首的2000多白军窜入塔城，与驻额敏的巴奇赤匪帮会合，扬言要南下进犯乌苏、绥来（今玛纳斯），并攻打乌鲁木齐。经杨增新同意，苏联红军入境追剿，在新疆军队的配合下，将其消灭。
1921年5月17日，当时苏维埃政权已经相当稳固，在一些俄罗斯人被特赦回国后，对那些顽固分子，苏维埃政府决定彻底歼灭，因而苏联七河省红军总参议兼外交代表拉兹多布列耶夫照会新疆当局，要求入中国境内歼灭沙俄逃军，杨增新也早有意彻底交出沙俄匪徒，当即同意苏军进入新疆，并且表示可以供给苏军部分粮草。24日，苏军一个骑兵团从巴克图卡人境，杨增新也为其派出军警引路。苏军分路包围塔城巴奇赤部，巴奇赤率残军七八千人向南逃窜，裹胁当地牧民南逃，被中国守军阻击后又窜至和什托洛盖等地，阿山道尹周务学军力不支自杀殉职，布尔津县知事鲁效祖违令败走，使巴部审踞承化、布尔津。巴奇赤匪徒抢劫当地政府钱粮，掠夺牧民牲畜财物，然后又逃到阿勒泰牧区，占领了阿勒泰和布尔津。巴奇赤达到这里后就向当地蒙古、哈萨克等族牧民强行征用马匹、给养，同时鼓动各族王公“独立”，企图东联外蒙的谢米诺夫匪帮，进攻苏俄的斋桑城。
9月6日，苏联红军4000余人将巴部包围，歼灭2500余人。下旬，巴率残部窜逃外蒙古，被中国军队痛击。到9月间，白匪被打死四五百人，被俘2000余人，被缴大批车马物资。巴奇赤穷途末路，经青格里河（今青河县）逃往外蒙古。至此，窜扰新疆的白俄匪帮基本被肃清。苏联红军在人境追开沙俄残军中，杨派员犒劳，月底苏军全部撤离。
1921年杜托夫列死后，其部队分散各地自谋生计，但还有一些沙俄残匪遗害各地。
1922年，阿连阔夫的残匪500人，从新疆进入敦煌，并在此驻扎8个月之久，结果莫高窟这一艺术瑰宝因此遭到巨大劫难。据记载，当时阿连阔夫残余土匪将洞窟和寺院的门窗、匾额劈开当作柴火烧，而一些洞窟内的壁画因此被火烧烟熏的无法辨认，另外土匪们肆意损毁雕像，很多雕像因此断手缺臂，残缺不全，土匪们一则是故意损毁，二则也是在探看雕像内是否藏有宝物。至今，敦煌壁画中有的角落里还涂有俄文。
其实，外国人对敦煌早就已经窥探并且劫掠，在20年代，奥布印鲁切夫就把自己装扮成玄奘的信徒，因而轻易地从买走敦煌藏经洞内两大包手写本经书，还有英国人斯坦因以极便宜的价格买走了神幡绘画等艺术品5大箱子，经卷文书24箱子。另外，法国人伯希尔也在三个星期里将藏经洞内所有文物统统查阅了一遍，然后把最有价值的6600卷文书和艺术品运到了法国；又有美国人华尔纳，他来的最晚，但他的破坏同样巨大，他竟然用特制的胶布把敦煌壁画中最精美的部分粘贴了下来，他在洞内仔细认真地盘剥，竟然没有人制止。